电机与拖动基础试题库及答案汇总

《电机与拖动基础》试题库及答案

第一部分直流电机

一、填空题:

1、并励直流发电机自励建压的条件是_______;__＿____;_＿__＿__。（主磁路存在剩磁；并联在电枢两端的励磁绕组极性要正确,使励磁电流产生的补充磁通方向与剩磁磁通方向相同；励磁回路的总电阻必须小于临界电阻)

2、可用下列关系来判断直流电机的运行状态,当_______时为电动机状态,当_＿_____时为发电机状态。(Ｅa〈U；Ｅａ〉U）

３、直流发电机的绕组常用的有___＿_＿_和＿_____＿两种形式，若要产生大电流，绕组常采用＿__＿_＿_绕组。(叠绕组;波绕组；叠）

4、直流发电机电磁转矩的方向和电枢旋转方向____＿_＿,直流电动机电磁转矩的方向和电枢旋转方向_______。 (相反;相同)

5、单迭和单波绕组，极对数均为p时，并联支路数分别是_＿_＿___,_＿_＿＿_＿。（2p；２）

6、直流电机的电磁转矩是由_____＿_和＿__＿___共同作用产生的。(每极气隙磁通量；电枢电流）

7、直流电机电枢反应的定义是_＿_____，当电刷在几何中线时，电动机产生＿___＿__性质的电枢反应,其结果使_____＿＿和__＿___＿,物理中性线朝_____＿_方向偏移。(电枢磁动势对励磁磁动势的作用;交磁；气隙磁场产生畸变；对主磁场起附加去磁作用)

二、判断题

1、一台并励直流发电机,正转能自励,若反转也能自励。（）（F)

2、一台直流发电机，若把电枢固定，而电刷与磁极同时旋转,则在电刷两端仍能得到直流电压。（） (T)

3、一台并励直流电动机,若改变电源极性,则电机转向也改变。（Ｆ)

4、直流电动机的电磁转矩是驱动性质的，因此稳定运行时,大的电磁转矩对应的转速就高。（）（F)

三、选择题

1、直流发电机主磁极磁通产生感应电动势存在于（）中。（1）

(１）电枢绕组;(2)励磁绕组;（3)电枢绕组和励磁绕组

2、直流发电机电刷在几何中线上，如果磁路不饱和，这时电械反应是( ）（3）

（1)去磁;(2）助磁；(3)不去磁也不助磁。

3、如果并励直流发电机的转速上升２0%,则空载时发电机的端电压Ｕ0升高（）。

(2)

(1)20%;(2)大于20%;(3）小于20％。

四、简答题

1、直流发电机的励磁方式有哪几种?

（他励;自励(包括并励,串励和复励）)

2、如何确定换向极的极性,换向极绕组为什么要与电枢绕组相串联?

(使换向极产生的磁通与电枢反应磁通方向相反。对于直流发电机而言,换向极性和电枢要进入的主磁极性相同;而对于直流电动机,则换向极极性和电枢要进入的主磁极极性相反。

换向极绕组与电枢组相串联的原因是：使随着电枢磁场的变化,换向极磁场也随之变化,即任何负载情况下都能抵消电枢反应的影响。）

3、试比较他励和并励直流发电机的外特性有何不同?并说明影响曲线形状的因素。

(并励直流发电机的外特性比他励的软。

他励：影响因素有两个

（1)随着Ia 增加，IaRa 增加,使U 下降;

(２) 随着Ia 增加,电枢反应附加去磁作用增强,使磁通φ减少，电枢电动势

Ea 减少，最后使Ｕ下降。

并励:影响因素有三个

(1） 随着Ia 增加，ＩａR ａ增加，使U 下降；

（2) 随着Ia 增加,电枢反应附加去磁作用增强，使磁通φ减少，电枢电动势Ea 减少,最后使端电压U 下降。

(3) 两端电压下降，磁通φ下降,电枢电动势Ea 进一步减少,端电压U 进一步下降。)

4、一台并励直流发电机并联于电网上，若原动机停止供给机械能，将发电机过渡到电

动机状态工作,此时电磁转矩方向是否变?旋转方向是否改变?

(电磁转矩方向改变，电机旋转方向不变。）

五、计算题

1、一台并励直流电动机，铭牌数据如下:P Ｎ=3.5k Ｗ，U N ＝220Ｖ，I N =20A ，ｎN =1００

０r/min,电枢电阻R a ＝１Ω，△U b =1V,励磁回路电阻R 1=440Ω，空载实验:当U=２20Ｖ,n=1０00r ／min 时,I 0=2A ，试计算当电枢电流I a =10Ａ时,电机的效率（不计杂散损耗）。 解：励磁电流：2200.5440f f f U I A A R =

== 励磁损耗:222220110440

f Cuf f f f U P R I W R ==== 空载时：

输入功率：102202440P UI W W ==?=

励磁功率:110f P W =

电枢铜损耗:22

0() 2.25

Cua a a a f P R I R I I W ==-= 电刷接触损耗:2221 1.5 3.0Cub a P UbI W W =?=??= 附加损耗:0ad P =

则:'1324.75Cua

Cub mec Fe f ad P P P P P P P W +=----= 当10a I A =时，10.5a f I I I A =+=

输入功率：122010.52310P UI W W ==?=

22110100Cua a a P R I W W ==?=

110f P W =

2211020Cub b a P U I W W =?=??=

输出功率:211()1755.25Cua f Cub mec Fe P P P P P P P P P W =-∑=----+= 效率：21

100%75.98%P P η=?= 2、一台并励直流发电机，铭牌数据如下:P Ｎ=６kW ，U Ｎ=230V ，n N ＝１４50r/ｍi ｎ,Ｒa =0.5

７Ω(包括电刷接触电阻）,励磁回路总电阻R ｆ=177Ω,额定负载时的电枢铁损P Fe =２３4Ｗ，机械损耗为Ｐmec =６1W ，求：（1)额定负载时的电磁功率和电磁转矩。(2）额定负载时的效率。

解:（1）26N P P kW ==

220 1.3177

f

f f U I A A R === 2299f f f P R I W ==

600026.1230

N N N P I A A U === 27.4a N f I I I A =+=

2427.9Cua a a P R I W ==

所以 26726.9em Cua f P P P P W =++=

6726.944.32145060

em em P T N m N m π==?=??Ω

（2)17021.9em mec Fe P P P P W =++=

21

100%85.45%P P η=?= ３、一台并励直流发电机,铭牌数据如下:P N ＝2３ｋＷ，ＵN =２30V ，ｎN =15０0ｒ/m ｉn ，励磁回路电阻Ｒf ＝57.5Ω,电枢电阻R a =0.１Ω,不计电枢反应磁路饱和。现将这台电机改为并励直流电动机运行，把电枢两端和励磁绕组两端都接到22０V 的直流电源：运行时维持电枢电流为原额定值。求（1)转速n;(２)电磁功率；(3)电磁转矩。 解：230457.7

N f f U I A A R ===

3

2310100230

N N N P I A A U ?=== 104a N f I I I A =+=

21081.6Cua a a P R I W ==

（１)240.4a N a a E U R I V =+=

0.1603a e N

E C n Φ== 电动机运行：209.6a N a a E U R I V =-=

220220'0.16030.1533230230e e C C Φ=

Φ=?= 1367/min '

a e E n r C ==Φ (2）21.798em a a P E I kW == （３）3

21.79810152.2721367/60

em em P T N m N m π?==?=?Ω? 第二部分 直流电动机的电力拖动

一、填空题:

１、他励直流电动机的固有机械特性是指在___＿＿＿_条件下，___＿___和_______的

关系。 (U ＝U Ｎ、φ=ΦN ，电枢回路不串电阻;n ；T e ｍ

２、直流电动机的起动方法有____ ＿__。（降压起动、电枢回路串电阻起动)

3、如果不串联制动电阻,反接制动瞬间的电枢电流大约是电动状态运行时电枢电流的

_______倍。 （２）

４、当电动机的转速超过____＿_＿时，出现回馈制动。(理想空载转速)

5、拖动恒转转负载进行调速时，应采＿__＿___调速方法,而拖动恒功率负载时应采

用＿______调速方法。(降压或电枢回路串电阻；弱磁)

二、判断题

1、直流电动机的人为特性都比固有特性软。( ）（F)

２、直流电动机串多级电阻起动。在起动过程中，每切除一级起动电阻，电枢电流都

将突变。（ ） （T ）

3、提升位能负载时的工作点在第一象限内,而下放位能负载时的工作点在第四象限

内。( ） (T)

4、他励直流电动机的降压调速属于恒转矩调速方式，因此只能拖动恒转矩负载运行。

( ） （F ）

5、他励直流电动机降压或串电阻调速时，最大静差率数值越大，调速范围也越大。

( ) （Ｔ)

三、选择题

1、电力拖动系统运动方程式中的GD ２反映了:（2)

(１）旋转体的重量与旋转体直径平方的乘积,它没有任何物理意见;（２)系统机械惯

性的大小,它是一个整体物理量;(3)系统储能的大小,但它不是一个整体物理量。

2、他励直流电动机的人为特性与固有特性相比，其理想空载转速和斜率均发生了变

化,那么这条人为特性一定是:(3)

(1)串电阻的人为特性;（2)降压的人为特性;（3）弱磁的人为特性。

3、直流电动机采用降低电源电压的方法起动,其目的是：(２）

(１）为了使起动过程平稳;(２）为了减小起动电流；（3）为了减小起动转矩。

4、当电动机的电枢回路铜损耗比电磁功率或轴机械功率都大时，这时电动机处于：(2)(１）能耗制动状态;(2)反接制动状态；(３)回馈制动状态。

5、他励直流电动机拖动恒转矩负载进行串电阻调速，设调速前、后的电枢电流分别

为I 1和I 2,那么：（2)

(１)I １

四、简答题:

1、电力拖动系统稳定运行的条件是什么？

（电动机的机械特性与负载的转矩特性必须有交点，且在交点处,满足

em L dT dT dn dn

<) ２、何谓电动机的充分利用?

(所谓电动机的充分利用是指电动机无论在额定转速下运行,还是调速过程中处于不

同转速下运行,其电枢电流都等于额定值。)

五、计算题：

一台他励直流电动机数据为：P N =7．5k Ｗ，U Ｎ=1１0V ，I Ｎ＝7９．8４A ，n N =1５00ｒ/min,

电枢回路电阻Ｒa =0.1014Ω,求：（1)U=Ｕ N ,Φ=ΦN 条件下,电枢电流Ｉa =6０A 时转速是多少?

（2） U=U N 条件下，主磁通减少15%，负载转矩为ＴN 不变时，电动机电枢电流与转速是多少?(３）U ＝U N ，Φ=ΦＮ条件下,负载转矩为0.８T N ,转速为（—８00）r ／min,电枢回路应串入多大电阻？

解:(１）0.068N a N e N N

U R I C n -Φ== 1528/min N a a e N U R I n r C -=

=Φ (２)N T 不变时,em T 不变，即T N N T a C I C I Φ=Φ

93.930.85N N a N N N

I I I A ΦΦ===ΦΦ

1738/min N a a e U R I n r C -=

=Φ (3）不计空载转矩时，em L T T =,故:

0.80.80.95538.2N em N N

P T T N m n ==?=? 2

N a B e N e T N

U R R n C C C +=-ΦΦ 解得： 2.69B R =Ω

第三部分 变压器

一、填空题：

1、一台接到电源频率固定的变压器,在忽略漏阻抗压降条件下，其主磁通的大小决定

于_______的大小，而与磁路的__＿_＿_＿基本无关,其主磁通与励磁电流成_＿___＿_关系。（外加电压;材质和几何尺寸；非线性)

２、变压器铁心导磁性能越好，其励磁电抗越____＿__,励磁电流越＿___＿__。 （越

大；越小)

3、变压器带负载运行时,若负载增大，其铁损耗将____＿__,铜损耗将＿_＿＿_＿_(忽

略漏阻抗压降的影响)。 （不变;增加)

4、当变压器负载(φ2>0°）一定,电源电压下降，则空载电流I 0_____＿＿,铁损耗P Fe _

＿_____。（ 减小;减小)

5、一台2kV·A,4０0/1００V 的单相变压器，低压侧加100Ｖ,高压侧开路测得I ０＝

2A ；P 0=２0W ；当高压侧加40０Ｖ,低压侧开路,测得I 0＝_＿＿___＿Ａ，Ｐ0=_______W 。（0．5;２0）

６、变压器短路阻抗越大，其电压变化率就_______，短路电流就____＿_＿。（大;小）

7、变压器等效电路中的ｘm 是对应于_____＿＿电抗,ｒm 是表示_＿_____电阻。 (主

磁通的;铁心损耗的等效)

8、两台变压器并联运行，第一台先达满载,说明第一台变压器短路阻抗标么值比第二台

__＿____。 （小)

9、三相变压器的联结组别不仅与绕组的＿______和__＿_＿＿＿有关，而且还与三相绕

组的_＿_____有关。 (绕向；首末端标记；联结方式)

10、变压器空载运行时功率因数很低,这是由于＿＿＿ ＿_＿＿。（空载时建立主、漏磁场所需无功远大于供给铁损耗和空载时铜损耗所需的有功功率)

二、判断题

１、一台变压器原边电压U 1不变，副边接电阻性负载或接电感性负载，如负载电流相

等,则两种情况下,副边电压也相等（ )。 (Ｆ）

2、变压器在原边外加额定电压不变的条件下，副边电流大，导致原边电流也大,因此变

压器的主要磁通也大( ）。(Ｆ)

3、变压器的漏抗是个常数,而其励磁电抗却随磁路的饱和而减少（ ）。（T)

４、自耦变压器由于存在传导功率,因此其设计容量小于铭牌的额定容量( )。 （T ）

5、使用电压互感器时其二次侧不允许短路，而使用电流互感器时二次侧则不允许开路

( ）。 （T)

三、单项选择题

1、变压器空载电流小的原因是：③

①一次绕组匝数多,电阻很大；②一次绕组的漏抗很大；③变压器的励磁阻抗很大;④变

压器铁心的电阻很大。

2、变压器空载损耗: ④

①全部为铜损耗;②全部为铁损耗;

③主要为铜损耗;④主要为铁损耗

3、一台变压器原边接在额定电压的电源上,当副边带纯电组负载时,则从原边输入的功

率： ③

①只包含有功功率；②只包含无功功率;

③既有有功功率,又有无功功率；④为零。

4、变压器中,不考虑漏阻抗压降和饱和的影响，若原边电压不变，铁心不变,而将匝数

增加,则励磁电流：②

①增加;②减少;③不变；④基本不变。

5、一台变压器在( )时效率最高。③

①β=1；②P 0/P S ＝常数;③P Ｃu =P Ｆe ；④S=S Ｎ

四、简答题

1、为什么变压器的空载损耗可近似看成铁损耗,而短路损耗可近似看成为铜损耗？

(变压器铁损耗的大小决定于铁心中磁通密度的大小,铜损耗的大小决定决

定于绕组中电流的大小。

变压器空载和短路时,输出功率都为零。输入功率全部变为变压器的损耗。

即铜损耗与铁损耗之和。空载时,电源电压为额定值,铁心中磁通密度达到正常运行的数值，铁损耗也为正常运行时的数值。而此时二次绕组中的电流为零，没有铜损耗,一次绕组中电流仅为励磁电流，远小于正常运行的数值，它产生的铜损耗相对于这时的铁损耗可以忽略不计，因而空载损耗可近似看成为铁损耗。短路试验时，输入功率为短路损耗。此时一次、二次绕组电流均为额定值，铜损耗也达到正常运行时的数值，而电压大大低于额定电压，铁心中磁通密度也大大低于正常运行时的数值,此时铁损耗与铜损耗相比可忽略不计。因此短路损耗可近似看成铜损耗。)

2、电源频率降低,其他各量不变，试分析变压器铁心饱和程度、励磁电流、励磁电抗、漏抗的变化情况。

（据114.44m U fN ≈Φ可知，当f 降低时，()m m B Φ增加,铁心饱和程度增加，励磁电

流增加，励磁电抗减小。）

3、变压器的原、副边额定电压都是如何定义的？

(原边额定电压是指规定加在一次侧的电压。

副边额定电压是指当一次侧加上额定电压时，二次侧的开路电

压。) 4、变压器并联运行的条件是什么?哪一个条件要求

绝对严格? （ 变压器并联运行的条件是:（１）各变压器一、

二次侧的额定电压分别相等,即变比相同;(2）各变压器的联结组别必须相

同;（3）各变压器的短路阻抗(或短路电压）标幺值相等,且短路阻抗角也相等。

五、作图题

1、画相量图判定组别：如右图(a ）所示

(图略,组别Ｙ,ｙ４）

2、画相量图判定组别: 如右图（b ）所示

(图略,组别Y,d １1)

六、计算题

1、三相变压器额定容量为２0kV·Ａ，额定电压为１0/０.4 kV,额定频率为5０H Ｚ，

Ｙ，y ０联结，高压绕组匝数为3300。试求:(１)变压器高压侧和低压侧的额定电流;（2）高压和低压绕组的额定电压;（3）绘出变压器Ｙ，y0的接线图。

解:（1

）1 1.16N I A ==

228.87N I A ==

（２）1 5.774NP U kV ==

20.231NP U kV == 2、一台ＳN =100k Ｖ·A，U 1N /U ２N ＝6/0．4 ｋV,Y ，y0联结的三相变压器,I

０%=6．5％,P 0=600W ，ｕs =5%，P ＳN ＝180０W,试求：(1)近似等效电路参数标么值；(2）满载及cosφ2=0．8(滞后）时的二次端电压和效率;（３)产生最大效率时的负载电流及ｃosφ2=0.８(φ２>0°)时的最大效率。

解:（1）由空载试验数据求励磁参数

**0

115.38m Z I == **0*20 1.42m

P R I ==

*15.31m X ==

由短路试验数据求短路参数

**0.05S S Z U ==

**0.018SN S SN N

P R P S ===

*0.467S X ==

（2）**22(cos sin )100% 4.24%S S U R X β???=+?=

22(1)383N U U U V =-?=

20220(1)100%97.1%cos SN N SN

P P S P P βηβ?β+=-?=++

(3)0.577m β==

22m N m I I A ββ== 0max 20

2(1)100%97.5%cos 2m N P S P ηβ?=-?=+ 第四部分 交流电机的绕组、电动势和磁动势

一、填空题：

１、一个三相对称交流绕组，2p ＝2，通入f ＝５０H ｚ的三相对称交流电流,其合成磁

通势为_______磁通势。(圆形旋转)

2、采用_＿_＿___绕组和___＿___绕组可以有效地削弱谐波分量,同时使基波分量_＿_

＿__＿（增加、减小）。 (叠；波;增加)

３、一个脉振磁通势可以分解为两个__＿_＿＿_和_______相同,而_＿_____相反的旋转

磁通势。 (幅值;转速；转向）

4、三相对称绕组的构成原则是___＿_ _＿;＿_＿_ ＿;_＿ _ _。(各相绕组的结构相同；阻抗相等;空间位置对称（互差１2０度电角度))

二、是非题

1、两相对称绕组,通入两相对称交流电流，其合成磁通势为旋转磁通势。（ ) （T)

2、改变电流相序,可以改变三相旋转磁通势的转向。( ) （T ）

第五部分 异步电动机

一、填空题：

1、当s 在___＿＿__范围内，三相异步电机运行于电动机状态,此时电磁转矩性质为__

＿_＿_＿;在_＿__＿_＿范围内运行于发电机状态,此时电磁转矩性质为＿______。(0~１；反电动势；-∞~０；制动转矩)

2、三相异步电动机根据转子结构不同可分为___ ＿_＿_和_＿ __＿＿

_两类。（笼型异步电动机和绕线型异步电动机)

３、一台６极三相异步电动机接于50H Ｚ的三相对称电源;其s=０.0５,则此时转子转速

为＿_＿＿___r/m ｉｎ,定子旋转磁势相对于转子的转速为____＿＿_r/min 。(9５0;５0;0）

4、三相异步电动机的电磁转矩是由_______和＿______共同作用产生的。（主磁通；转

子电流的有功分量 )

5、一台三相异步电动机带恒转矩负载运行，若电源电压下降，则电动机的转速＿_＿____，定子电流_______，最大转矩_______,临界转差率__＿__＿_。(减小;增大;减小;不变)

6、三相异步电动机电源电压一定，当负载转矩增加,则转速_＿＿＿___，定子电流____＿__。（减小; 增加)

7、三相异步电动机等效电路中的附加电阻是模拟＿_＿____的等值电阻。（总机械功率）

8、三相异步电动机在额定负载运行时,其转差率ｓ一般在__＿____范围内。 （0.01～0.06)

9、对于绕线转子三相异步电动机,如果电源电压一定，转子回路电阻适当增大，则起动转矩______＿，最大转矩＿_＿__＿_。(增大；不变)

二、判断题

１、不管异步电机转子是旋转还是静止,定、转子磁通势都是相对静止的( ）。（T ） ２、三相异步电动机转子不动时，经由空气隙传递到转子侧的电磁功率全部转化为转子铜损耗( )。 (T ）

3、三相异步电动机的最大电磁转矩T m 的大小与转子电阻r 2阻值无关( ）。(Ｔ）

4、通常三相笼型异步电动机定子绕组和转子绕组的相数不相等，而三相绕线转子异步电动机的定、转子相数则相等。( ） （T)

5、三相异步电机当转子不动时,转子绕组电流的频率与定子电流的频率相同（ )。（T)

三、选择题

1、三相异步电动机带恒转矩负载运行,如果电源电压下降，当电动机稳定运行后,此时电动机的电磁转矩：①

①下降；②增大;③不变;④不定。

2、三相异步电动机的空载电流比同容量变压器大的原因:③

①异步电动机是旋转的;②异步电动机的损耗大;③异步电动机有气隙;④异步电动机有漏抗。

3、三相异步电动机空载时，气隙磁通的大小主要取决于：①

①电源电压；②气隙大小;③定、转子铁心材质；④定子绕组的漏阻抗。

4、三相异步电动机能画出像变压器那样的等效电路是由于:②

①它们的定子或原边电流都滞后于电源电压;②气隙磁场在定、转子或主磁通在原、副边都感应电动势；③它们都有主磁通和漏磁通;④它们都由电网取得励磁电流。

５、三相异步电动机在运行中,把定子两相反接,则转子的转速会:②

①升高;②下降一直到停转;③②下降至零后再反向旋转;④下降到某一稳定转速。

四、简答题

1、三相异步电动机空载运行时，电动机的功率因数为什么很低?

(空载时，10I I ??=，而000a r I I I ???=+,其中，0a I ?为有功分量电流，用来供给空载损耗;0r

I ?

为无功分量电流,用来建立磁场。由于00a r I I ??<<，所以空载电流基本上是一无功性质的电流，因而电动机的功率因数很低。） ２、异步电动机等效电路中的附加电阻'21s R s -的物理意义是什么？能否用电抗或电容

代替这个附加电阻？为什么?